Cтраница 1
![]() |
Основные структуры и процессы, участвующие в регуляции белкового синтеза согласно гипотезе Жа-коба и Моно. Цифрами указана последовательность событий. [1] |
Структурные гены при этом не активируются, и ни ( J-галактозидаза, ни лактопермеаза не синтезируются. При переносе бактерий на среду с лактозой последняя, как полагают, действует как индуктор синтеза белка, присоединяясь к молекуле репрессора и препятствуя ее соединению с геном-оператором. Структурные гены переходят в активное состояние, продуцируется мРНК и синтезируются белки. Таким образом лактоза индуцирует собственное расщепление. [2]
Структурный ген ( Structural gene) Ген, кодирующий какой-либо белок. [3]
Структурные гены ДНК, формирующие мРНК, переходящую из нуклеоидов в цитоплазму и взаимодействующую с рибосомой и тРНК, служат матрицей для синтеза белков; в той же цепи ДНК есть фрагменты, именуемые ген-регулятор и ген-оператор. Они сами не образуют иРНК, но влияют на ее образование структурными генами. Эти сведения о биосинтезе белка и об интимном механизме изменчивости на молекулярном уровне позволяют яснее видеть наследственную генотипическую изменчивость и возможные результаты фенотипической изменчивости бактерий. [4]
Часто структурные гены, относящиеся к одному биохимическому пути, объединены в группу, составляющую вместе с оператором единицу транскрипции и регуляции - оперон. Все структурные гены, объединенные в оперон, имеют один операторный участок, локализованной на краю оперона, и координированно регулируются одним репрессором. Оперон представляет собой весьма рациональную и эффективную систему регуляции метаболического пути. [5]
Участки структурных генов ( экзоны) в ДНК перемежаются генетически нефункциональными последовательностями - интронами. В ходе транскрипции с каждой транскрибируемой единицей, названной транскриптоном ( Георгиев), происходит ряд событий. Кэп служит, по-видимому, для химической защиты 5 -конца. К З - концу присоединяется полиА длиною в 150 - 200 нуклеотидов. Первичный транскрипт ( про-м РНК) может содержать до 200 000 нуклеотидов в среднем, однако его длина порядка 5000 звеньев. Совокупность этих явлений, реализуемая с помощью ряда специальных ферментов, называется про-цессингвм. [6]
Транскрипция структурного гена эукариот начинается со связывания с ТАТА-боксом фактора транскрипции IID ( TFIID), который представляет собой комплекс по крайней мере из 14 белков. [8]
Он содержит структурные гены ara В, ara А и ara D для ферментов, участвующих в превращении L-араби-нозы в В-ксилулозо - 5-фосфат, Экспрессия оперона индуцируется араби-нозой. Как и многие другие системы катаболизма, оперон подвергается регуляции в области промотора, с которым связан САР, активированный циклическим AMP. [9]
Для клонирования эукариотических структурных генов необходимы специальные методики. Прокариоты не способны удалять интроны из первичных РНК-транскриптов, поэтому правильная трансляция эукариотических мРНК в бактериальной клетке невозможна. Более того, экспрессия эукариотической ДНК может осуществляться только при наличии прокариотиче-ских сигнальных последовательностей, регулирующих транскрипцию и трансляцию. Концевые участки эукариотических мРНК особым образом модифицированы: их 5 -концы кэ-пированы ( содержат кэп из остатка G, часто метилированного), а 3 -концы полиаденилиро-ваны ( содержат ро. [10]
![]() |
Регулирование в ферментных системах ( по Шанже. [11] |
Оператор выключает работу структурного гена - и синтез соответствующего фермента прекращается. [12]
![]() |
Регуляция синтеза белка путем репрессии ( схема. Обозначения те же, что на. [13] |
В регуляции экспрессии структурных генов специфическое участие принимает особый белок-катаболитный генактивирующий белок ( от англ. [14]
Синтез мРНК на структурных генах молекулы ДНК непосредственно контролируется определенным участком, называемым геном-оператором. Он служит как бы пусковым механизмом для функционирования структурных генов. Ген-оператор локализован на крайнем отрезке структурного гена или структурных генов, регулируемых им. Считывание генетического кода, т.е. формирование мРНК, начинается с промотора - участка ДНК, расположенного рядом с геном-оператором и являющегося точкой инициации для синтеза мРНК, и распространяется последовательно вдоль оператора и структурных генов. Синтезированную молекулу мРНК, кодирующую синтез нескольких разных белков, принято называть полигенным ( полицистронным) транскриптом. Координированный одним оператором одиночный ген или группа структурных генов образует оперон. [15]